装配式建筑工程知识分享:浅谈钢筋混凝土裂缝及防治对策
一、钢筋砼常见裂缝原因分析
1.设计原因
设计中考虑不周到,或者由于计算错误,受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理、截面不够、梁的跨度过大、高度偏小,结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中,构造处理不当,现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋,或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致砼开裂。
2.材料质量
材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好,若工程上用了不合格的材料就会产生“豆腐渣工程”。所以说只有材料的质量关把好了,工程质量才会在根本上得到保证。
3.结构受荷
结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。普通钢筋砼构件在承受了30%-40%的设计荷载时,就可能出现裂缝,肉眼一般不易察觉,而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的1.5倍以上,所以在一般情况下钢筋砼构件是允许带裂缝工作的。
4.各种原因造成的变形
在钢筋砼结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。砼具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过砼的抗拉强度时,就会产生裂缝。砼在空气中结硬时,体积会逐渐减小,收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。
5.混凝土的运输造成离析
混凝土的运输,特别是对预拌混凝土的运输,因为混凝土从预拌完成后到浇筑现场有一定的距离,而这段运输时间往往是控制混凝土塌落度和易性的关键,同样其亦受一定的隐患因素制约,高温天气混凝土搅拌车尾部的混凝土水份蒸发较快。容易给人造成错觉混凝土塌落度损失大;雨水天气,混凝土搅拌车尾部的混凝土水份较大,容易产生离析。此外,搅拌车车鼓转动的快慢,亦对混凝土有影响。车鼓转得快,混凝土在运输过程中被搅拌加剧,分子因磨擦产生的热运动亦加剧,水分子碰撞水泥颗粒机会增大,水化程度加大,混凝土塌落度损失增大,和易性变差快;车鼓转得慢,甚至停转,混凝土容易受行车的颠簸,而产生浆石分离,沉降等不良现象。
6.施工工艺
(1)模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成砼开裂。施工过程中,钢筋表面污染、砼保证层太小或太大,浇筑中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝,施工控制不严,超载堆荷,也可能导致出现裂缝。
(2)砼是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后砼的均匀性和密实程度。因此砼的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因。
(3)砼养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切,混凝土尚处于未完全硬化状态时,如干燥过快,则产生收缩裂缝,通常发生在表面上,裂缝不规则,宽度小,另外水泥在水化及硬化过程中,散发大量热量,使砼内外部产生温差,超过一定值时,因砼的收缩不一致而产生裂缝。
二、防治对策
1.配合比设计
(1)配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。
(2)禁止任意增加水泥用量。
(3)配制砼时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀,离析的砼必须重新拌匀后,方可浇筑。
2.材料选用
(1)水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。
(2)粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
(3)细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。
3.砼浇筑
(1)砼浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。
(2)加强砼的早期养护,并适度延长养护时间,在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护,在浇水养护有因难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保湿材料等方法。
4.模板工程
钢筋砼结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下几点:
(1)模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致砼裂缝。
(2)模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。
(3)合理掌握拆模时机,拆模时间过早,应保证早龄期砼不损坏或不开裂,但也不能太晚,尽可能不要错过砼水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。
5.设计构造
(1)控制结构有长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。
(2)合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。
(3)减少地基的不均匀沉降,除了前述的措施外,在基础设计中可以采取调整基础的埋深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。
(4)适当加强基础有刚度和强度。
(5)正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适,构造要合理,可以和其结构缝合并设置。
(6)限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,同样,也可以和其它结构缝合并使用。
6.施工技术
(1)加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收,对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利的地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。
(2)开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。
(3)合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时,一般应施工重、高部分,后施工轻、低部分。
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